Разработка предпроекта малотоннажного комплекса по производству СПГ

Содержание

Введение

Глава 1. Анализ предпосылок создания малотоннажного комплекса по производству СПГ

1.1. Роль и перспективы малотоннажного производства СПГ

1.2. Нормативно-техническая база проектирования комплексов СПГ

1.3. Сравнительный анализ технологий сжижения природного газа малой производительности

Глава 2. Обоснование основных технических решений по малотоннажному комплексу СПГ

2.1. Исходные данные для разработки предпроекта

2.2. Обоснование выбора технологической схемы подготовки и сжижения природного газа

2.3. Выбор основного технологического оборудования и состава комплекса

Глава 3. Разработка предпроекта малотоннажного комплекса по производству СПГ

3.1. Функциональная схема комплекса и компоновочные решения

3.2. Инженерное обеспечение комплекса

3.3. Промышленная безопасность, экологические аспекты и технико-экономическая оценка проекта

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Разработка предпроекта малотоннажного комплекса по производству СПГ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования обусловлена стратегическим курсом Российской Федерации на расширение географии газоснабжения и развитие экспортного потенциала сжиженного природного газа. В условиях ограниченной доступности магистральных газопроводов для отдаленных регионов страны, а также роста спроса на энергоносители со стороны малых потребителей, малотоннажные установки по производству СПГ приобретают особое значение. Министерство энергетики Российской Федерации в «Энергетической стратегии России на период до 2035 года» определяет малотоннажное сжижение как приоритетное направление диверсификации газовой отрасли, способное обеспечить энергетическую независимость труднодоступных территорий и создать дополнительные экспортные возможности для российского газа на международных рынках [12, c. 78].

Степень разработанности проблемы в российской научно-технической литературе свидетельствует о значительном интересе к технологиям малотоннажного производства СПГ. Исследования ведущих ученых Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина, Санкт-Петербургского горного университета, а также специалистов ПАО «Газпром» и ПАО «НОВАТЭК» формируют научно-методическую базу для проектирования эффективных комплексов малой производительности. Вместе с тем, существующие подходы требуют адаптации к конкретным горно-геологическим условиям месторождений, составу добываемого газа и региональным особенностям эксплуатации оборудования в климатических условиях различных федеральных округов России [25, c. 134].

Растущая потребность в автономизации газоснабжения промышленных объектов, населенных пунктов и транспортной инфраструктуры в регионах Крайнего Севера, Дальнего Востока и Сибири определяет необходимость разработки унифицированных технических решений для малотоннажных комплексов СПГ производительностью от 5 до 100 тонн в сутки. Такие установки способны работать на базе небольших газовых месторождений, попутного нефтяного газа или подключаться к распределительным газопроводам, обеспечивая гибкость газоснабжения и снижая инфраструктурные издержки [33, c. 201].

Цель выпускной квалификационной работы состоит в разработке предпроектных решений малотоннажного комплекса по производству сжиженного природного газа с обоснованием технологической схемы, состава оборудования и технико-экономических показателей.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• проанализировать роль и перспективы малотоннажного производства СПГ в газовой отрасли Российской Федерации;
• изучить нормативно-техническую базу проектирования комплексов по производству сжиженного природного газа;
• провести сравнительный анализ технологий сжижения природного газа малой производительности;
• сформировать исходные данные для разработки предпроектных решений;
• обосновать выбор технологической схемы подготовки и сжижения природного газа;
• разработать функциональную схему комплекса с компоновочными решениями и оценкой технико-экономической эффективности.

Объектом исследования является малотоннажный комплекс по производству сжиженного природного газа производительностью 25 тонн в сутки, предназначенный для эксплуатации на базе газового месторождения в Ямало-Ненецком автономном округе.

Предметом исследования выступают технологические процессы подготовки, очистки и сжижения природного газа, а также инженерно-технические решения по компоновке и обеспечению функционирования производственного комплекса.

Методологическая база работы включает теоретические основы термодинамики процессов низкотемпературного разделения газовых смесей, методы расчета технологического оборудования для производства СПГ, а также нормативные требования ГОСТ Р 56021-2014 «Газ горючий природный сжиженный. Топливо для двигателей внутреннего сгорания и энергетических установок. Технические условия», СП 62.13330.2011 «Газораспределительные системы» и Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности № 384 «Правила безопасности для объектов, использующих сжиженные углеводородные газы» [8, c. 45].

Научная новизна исследования заключается в комплексном подходе к выбору технологической схемы малотоннажного комплекса СПГ с учетом специфики состава природного газа конкретного месторождения и климатических условий эксплуатации в зоне распространения многолетнемерзлых пород.

Теоретическая значимость работы определяется систематизацией современных технологических решений в области малотоннажного производства СПГ и формированием методических подходов к предпроектной проработке таких объектов в российских условиях.

Практическая значимость исследования состоит в разработке конкретных технических решений, которые могут быть использованы при проектировании и строительстве малотоннажных комплексов по производству сжиженного природного газа на территории Российской Федерации, а также при модернизации существующих установок подготовки газа.

Структура выпускной квалификационной работы включает введение, три главы, заключение и список использованной литературы. В первой главе анализируются предпосылки создания малотоннажного комплекса по производству СПГ. Во второй главе обосновываются основные технические решения. Третья глава посвящена непосредственной разработке предпроектных решений с оценкой технико-экономической эффективности и промышленной безопасности.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРЕДПОСЫЛОК СОЗДАНИЯ МАЛОТОННАЖНОГО КОМПЛЕКСА ПО ПРОИЗВОДСТВУ СПГ

1.1. Роль и перспективы малотоннажного производства СПГ

Малотоннажное производство сжиженного природного газа представляет собой динамично развивающееся направление газовой промышленности, которое обеспечивает гибкость энергоснабжения удаленных и труднодоступных территорий без необходимости строительства дорогостоящей трубопроводной инфраструктуры. В российской практике под малотоннажными комплексами понимаются установки производительностью от 5 до 100 тонн СПГ

…